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模塊化輻射屏蔽的制作方法

文檔序號:40532460發(fā)布日期:2024-12-31 13:48閱讀:29來源:國知局
模塊化輻射屏蔽的制作方法

本發(fā)明涉及輻射屏蔽,尤其涉及一種可互連的模塊化輻射屏蔽單元、一種輻射屏蔽壁、一種包括輻射屏蔽壁的治療/診斷設(shè)備、一種用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的系統(tǒng)以及一種用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的方法。


背景技術(shù):

1、不必要地暴露于電離輻射可能對人類和環(huán)境都是具有生物危害性的,因?yàn)樗蓪?dǎo)致器官損傷、細(xì)胞突變、部件故障和其他有害影響。x射線移動系統(tǒng)和容器設(shè)有輻射屏蔽件。這些屏蔽件使用鉛來實(shí)現(xiàn),鉛很重且有毒。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此,本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的移動式屏蔽解決方案。

2、本發(fā)明的目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)包含在從屬權(quán)利要求中。此外,應(yīng)注意的是,本發(fā)明關(guān)于方法的所有實(shí)施例都可以按照所述步驟的順序進(jìn)行,然而這并非本文給出的方法步驟的唯一和必要的順序。本文公開的方法可以按照所公開步驟的另一順序進(jìn)行,而沒有偏離相應(yīng)的方法實(shí)施例,除非下文明確提及相反的情況。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的可互連的模塊化輻射屏蔽單元??苫ミB的模塊化輻射屏蔽單元包括殼體和至少一個端口。殼體至少部分地在其中形成腔室,該腔室被配置成用于保持x射線屏蔽流體組分。至少一個端口穿過殼體通入腔室并被配置成用于接收x射線屏蔽流體組分。殼體包括可拆卸連接部分,該可拆卸連接部分被配置成用于被機(jī)械地連接到另一個可互連的模塊化輻射屏蔽單元的可拆卸連接部分,以便構(gòu)建輻射屏蔽壁。

4、本文所述的移動式屏蔽解決方案是一種模塊化輻射屏蔽件。模塊化輻射屏蔽件被設(shè)計成在任何期望的位置和以任何期望的對準(zhǔn)方式臨時組裝,然后填充輻射衰減流體,該流體可針對診斷/治療系統(tǒng)進(jìn)行配置。在一些示例中,可互連的模塊化輻射屏蔽單元可包括具有中空結(jié)構(gòu)的幾何壁元件,中空結(jié)構(gòu)可利用x射線吸收材料以簡單的方式填充和排出。幾何壁元件可采用各種形狀和幾何形式(包括規(guī)則或不規(guī)則的形式),并且可具有基本上任何形狀(除其它形狀之外,圓形、三角形、正方形、矩形、多邊形、規(guī)則或不規(guī)則形狀等,以及其他對稱和不對稱形狀,或它們的組合)的橫截面。殼體的至少一部分是剛性的,以便提供對輻射屏蔽壁的支撐。

5、在一些示例中,可互連的模塊化輻射屏蔽單元可包括柔性輻射屏蔽件,其包括可被空氣吹大的聚合物。

6、x射線屏蔽流體組分可以是提供x射線屏蔽和保護(hù)的任何適當(dāng)類型的流體。用于衰減x射線輻射的x射線屏蔽流體組分的類型和量取決于x射線的能量、材料的組成和材料的密度。在一些示例中,x射線屏蔽流體組分可包括以下中的一種或多種:高z惰性氣體、液體載體中的顆粒懸浮液、作為均質(zhì)乳液的液體中的納米或微粉末、嵌入聚合物液體中的納米或微粉末以及水。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體包括用于提供電磁輻射屏蔽的涂層。

8、模塊化輻射屏蔽件也可適用于mr/x射線混合移動式模塊化系統(tǒng)。在這種情況下,模塊化輻射屏蔽件可以具有用于防止電磁輻射的附加涂層,以滿足客戶對使用電磁輻射的與x射線系統(tǒng)結(jié)合的治療系統(tǒng)的需求。涂層可具有一種或多種導(dǎo)電填料,以便提供所期望的抵抗和衰減水平。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,可拆卸連接部分被配置成用于防輻射,使得當(dāng)與另一個可互連的模塊化輻射屏蔽單元的可拆卸連接部分聯(lián)接時,從該可拆卸連接部分泄漏的輻射量在期望的范圍內(nèi)。

10、下文將對此進(jìn)行解釋,尤其是針對圖2b和圖4b中所示的示例進(jìn)行解釋。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,可互連的模塊化輻射屏蔽單元的可拆卸連接部分與另一個可互連的模塊化輻射屏蔽單元的可拆卸連接部分之間存在重疊。

12、下文將對此進(jìn)行解釋,尤其是針對圖2b和圖4b中所示的示例進(jìn)行解釋。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體包括多個腔室,該多個腔室形成多個腔室層的夾層結(jié)構(gòu),使得可互連的模塊化輻射屏蔽單元具有取決于被填充的腔室層的數(shù)量的柔性屏蔽特性。

14、多層的夾層結(jié)構(gòu)可被用于使幾何結(jié)構(gòu)元件形成該形狀(例如通過空氣通道),然后是具有x射線吸收材料的功能元件。x射線吸收流體組分的多個“腔室層”形成的夾層也可根據(jù)被填充的層數(shù)而允許限定的屏蔽特性。因此,對于低吸收要求,僅必須填充一層,而對于高x射線吸收性能,則必須填充多層的所有層。

15、通過使用夾層結(jié)構(gòu)配置屏蔽室的柔性設(shè)計和相對于輻射衰減的強(qiáng)度方面可具有多個優(yōu)點(diǎn)。例如,多層結(jié)構(gòu)的填充使其最佳地衰減專用x射線系統(tǒng)的輻射。對于具體情形,壁結(jié)構(gòu)的衰減不是均勻的,而是僅針對壁結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行優(yōu)化,使得需要更少的流體,結(jié)構(gòu)更輕,這可能是有利的。而且,在重量方面,夾層結(jié)構(gòu)還可以針對源的輻射模式進(jìn)行配置。

16、在一些示例中,可互連的模塊化輻射屏蔽單元還包括傳感器,該傳感器被配置成用于測量腔室內(nèi)的液位。每個可互連的模塊化輻射屏蔽單元可以包括被設(shè)置在腔室內(nèi)的傳感器以便測量液位。傳感器可檢查相應(yīng)的可互連的模塊化輻射屏蔽單元的腔室是否被完全填充,以確保沒有輻射泄漏。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體包括x射線屏蔽材料。

18、為了實(shí)現(xiàn)屏蔽功能的良好屏蔽特性,x射線屏蔽材料可包括高z材料(例如鉭)。

19、x射線屏蔽材料的示例可包括但不限于x射線不透射線材料(例如硫酸鋇、碳化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鋯等)、x射線衰減材料、x射線衰減陶瓷材料、x射線吸收劑和x射線散射材料。

20、例如,x射線屏蔽材料可包括三氧化二鉍顆粒。鉍因其衰減x射線的能力和高生物相容性而在臨床前研究中受到關(guān)注,這使其成為用于生物醫(yī)學(xué)藥劑或輻射屏蔽的極佳元素。已經(jīng)表明,鉛和鉍在入射光子范圍的大多數(shù)范圍內(nèi)具有相當(dāng)相似的每單位密度的x射線衰減。在一些示例中,殼體12可以由塑料復(fù)合材料制成,例如pmma/bi2o3復(fù)合材料。

21、殼體可包括大量的x射線屏蔽材料,以便實(shí)現(xiàn)所期望的屏蔽效果。例如,如果x射線屏蔽材料包括鉛,則殼體可包括1至5mm的鉛厚度,以便提供所期望的屏蔽效果。

22、由于殼體可提供附加的屏蔽功能,因此可以增加殼體和x射線屏蔽流體組分的組合的屏蔽效果。在一些實(shí)施方式中,這可以減少需要填充到腔室中以便實(shí)現(xiàn)所期望的屏蔽效果的x射線屏蔽流體組分的量。

23、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體是剛性殼體。

24、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖2a、圖2b和圖3所示的示例進(jìn)行解釋。

25、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體包括碳纖維材料,優(yōu)選為復(fù)合碳纖維材料。

26、碳纖維材料是一種輕質(zhì)材料,用于構(gòu)建移動車輛和便攜式屏蔽解決方案的更輕量化的設(shè)計。

27、在一些示例中,殼體可包括復(fù)合碳纖維材料。例如,復(fù)合碳纖維材料可包括鉛和碳纖維的組合,以便獲得剛度、重量減輕和輻射吸收。復(fù)合碳纖維材料可以是各個壁的一部分。復(fù)合碳纖維材料可被構(gòu)造為模塊化板或片材。這些片材可以擠滿或連接在各個壁和容器內(nèi)或上。復(fù)合碳纖維材料,例如復(fù)合碳鉛材料,可以提供x射線吸收和電磁吸收。這樣,電磁吸收不需要額外的層。

28、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,殼體是柔性殼體,其可通過氣壓膨脹,從而形成限定腔室的交錯體積。

29、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖4a和圖4b中所示的示例進(jìn)行解釋。

30、根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種輻射屏蔽壁。輻射屏蔽壁包括根據(jù)第一方面和任何相關(guān)示例所述的多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元。多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元被可拆卸地相互連接,以便構(gòu)建輻射屏蔽壁。

31、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖5中所示的示例進(jìn)行解釋。

32、根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供了一種治療/診斷設(shè)備,其包括根據(jù)第二方面和任何相關(guān)示例所述的輻射屏蔽壁。

33、治療/診斷裝置可具有集成的中空壁,該中空壁可填充有x射線吸收液體,使得成像體積的一些部分被輻射屏蔽。中空壁可以是平坦的,或可以具有彎曲/彎折的結(jié)構(gòu)。

34、根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供了一種用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括根據(jù)第一方面和任何相關(guān)示例所述的多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元、流體罐、流體泵。多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元可用于構(gòu)建輻射屏蔽壁。流體罐被配置成用于存儲x射線屏蔽流體組分。流體泵被配置成用于將被存儲在流體罐中的x射線屏蔽流體組分供應(yīng)到輻射屏蔽壁。

35、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖5中所示的示例進(jìn)行解釋。

36、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,該系統(tǒng)還包括輻射監(jiān)測系統(tǒng),該輻射監(jiān)測系統(tǒng)包括一個或多個傳感器,該一個或多個傳感器被配置成用于監(jiān)測來自輻射屏蔽壁的輻射泄漏和/或屏蔽質(zhì)量。

37、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖5中所示的示例進(jìn)行解釋。

38、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,該系統(tǒng)還包括控制器,該控制器被配置成用于基于監(jiān)測到的輻射泄漏和/或屏蔽質(zhì)量來控制流體泵供應(yīng)x射線屏蔽流體組分。

39、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖5中所示的示例進(jìn)行解釋。

40、根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的方法。該方法包括以下步驟:

41、-提供根據(jù)第一方面和任何相關(guān)示例所述的多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元;

42、-將多個可互連的模塊化輻射屏蔽單元相互連接以便構(gòu)建輻射屏蔽壁;

43、-提供存儲x射線屏蔽流體組分的流體罐;以及

44、-使用流體泵將x射線屏蔽流體組分供應(yīng)到輻射屏蔽壁;以及

45、-使用輻射屏蔽壁進(jìn)行輻射屏蔽。

46、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖6中所示的示例進(jìn)行解釋。

47、根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例,該方法還包括:

48、-提供用于指示待屏蔽的區(qū)域內(nèi)的輻射強(qiáng)度的輻射信息;

49、-提供用于指示計劃布置輻射屏蔽壁的區(qū)域內(nèi)的位置的位置信息;

50、-提供x射線屏蔽流體的輻射屏蔽特性;以及

51、-基于輻射信息、位置信息和輻射屏蔽特性確定輻射屏蔽壁的配置。

52、在一些示例中,輻射屏蔽壁的配置可包括可互連的模塊化輻射屏蔽單元的數(shù)量。

53、在一些示例中,輻射屏蔽壁的配置可包括用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的x射線屏蔽流體的量。例如,x射線屏蔽流體的量可以是用于構(gòu)建輻射屏蔽壁的x射線屏蔽流體的總量。例如,x射線屏蔽流體的量可以是每個可互連的模塊化輻射屏蔽單元的x射線屏蔽壁的量。

54、在一些示例中,輻射屏蔽壁的配置可包括輻射屏蔽壁中的可互連的模塊化輻射屏蔽單元的布置結(jié)構(gòu)。

55、這將在下文中詳細(xì)解釋,尤其是針對圖6中所示的示例進(jìn)行解釋。

56、應(yīng)理解的是,設(shè)想到下文更詳細(xì)討論的前述構(gòu)思及附加構(gòu)思的全部組合(條件是此類構(gòu)思互不矛盾)作為本文中公開的創(chuàng)造性主題的一部分。尤其是,設(shè)想到出現(xiàn)在本公開末尾的要求保護(hù)的主題的全部組合作為本文中公開的創(chuàng)造性主題的一部分。

57、根據(jù)下文描述的一個或多個實(shí)施例,本發(fā)明的這些及其他方面將是明顯的,并將參照這些實(shí)施例得到闡明。

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